于春梅

(中國石油東北煉化工程公司吉林設(shè)計院， 132002)

產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略及政策研究

我國環(huán)氧丙烷產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析與投資建議

于春梅

(中國石油東北煉化工程公司吉林設(shè)計院， 132002)

介紹了我國環(huán)氧丙烷生產(chǎn)、消費現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，并就環(huán)氧丙烷裝置投資建設(shè)應(yīng)當關(guān)注的問題進行了探討，對我國環(huán)氧丙烷行業(yè)的發(fā)展提出了建議。

環(huán)氧丙烷 生產(chǎn) 消費 發(fā)展趨勢

環(huán)氧丙烷(PO)又稱氧化丙烯，是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，主要用于生產(chǎn)聚醚多元醇(簡稱聚醚)、丙二醇和各類非離子表面活性劑，生產(chǎn)工藝有氯醇法、共氧化法和直接氧化法。

近年國內(nèi)環(huán)氧丙烷存在較大供應(yīng)缺口，由此引發(fā)了不少企業(yè)的投資熱情，掀起了丙烷脫氫制丙烯項目的建設(shè)熱潮，在建及規(guī)劃的項目總產(chǎn)能超過2 000 kt/a。隨著新建項目的投產(chǎn)，加上煤制烯烴(MTO)及煤制丙烯(MTP)項目，屆時國內(nèi)丙烯供應(yīng)量將大幅增加。這些大型丙烯項目均有下游生產(chǎn)裝置與之配套，其中多家企業(yè)選擇了環(huán)氧丙烷裝置。文章擬就與環(huán)氧丙烷項目投資建設(shè)有關(guān)的市場、原料和技術(shù)路線等問題進行探討。

1 我國環(huán)氧丙烷生產(chǎn)和消費現(xiàn)狀

我國環(huán)氧丙烷生產(chǎn)始于20世紀60年代，近年產(chǎn)能快速增長，從2001年的480 kt/a增長到2004年的560 kt/a。2004年以后，環(huán)氧丙烷擴能進入了高潮，2006年達到950 kt/a，2009年達到1 260 kt/a，2011 年達到 1 765 kt/a，2006 －2011年產(chǎn)能年均增長率為13%。

目前我國有20多家環(huán)氧丙烷生產(chǎn)企業(yè)，除中海油殼牌石油化工有限公司、中國石化鎮(zhèn)海煉化分公司的環(huán)氧丙烷裝置采用聯(lián)產(chǎn)苯乙烯的共氧化法外，其他環(huán)氧丙烷裝置均采用氯醇法。2011年我國主要環(huán)氧丙烷生產(chǎn)企業(yè)見表1。

表1 2011年我國環(huán)氧丙烷主要生產(chǎn)企業(yè)

自20世紀90年代起，我國環(huán)氧丙烷消費量保持高速增長，1990－2005年消費量年均增長率高達22.6%。2005年以來，我國聚氨酯工業(yè)進入新一輪發(fā)展時期，其原料環(huán)氧丙烷需求增長進一步加快，2008年國內(nèi)環(huán)氧丙烷的表觀消費量達到1 038 kt。2008年下半年開始，受金融危機的影響，環(huán)氧丙烷消費量增長趨緩。2009年隨著國內(nèi)經(jīng)濟的復蘇，下游產(chǎn)品聚醚需求旺盛，環(huán)氧丙烷表觀消費量達到1 289 kt，2011年達到1 625 kt。2005－2011年環(huán)氧丙烷表觀消費量年均增長率為16.4%。2003－2011年我國環(huán)氧丙烷供需平衡情況見表2。

表2 我國環(huán)氧丙烷供需狀況

2 環(huán)氧丙烷的下游產(chǎn)品發(fā)展趨勢及需求預測

環(huán)氧丙烷總消費量中，生產(chǎn)聚醚占80%以上，生產(chǎn)丙二醇及丙二醇醚等各占10%左右。

同時，2011年國內(nèi)環(huán)氧丙烷的表觀消費量為1 625 kt，其中聚醚消費所占比例為83.4%，占據(jù)主導地位;丙二醇占10.5%;其他(包括異丙醇胺、丙二醇醚等)占6.1%。預計2015年國內(nèi)環(huán)氧丙烷的需求量將達到2 784 kt，2010－2015年年均需求增長率將達11%，需求結(jié)構(gòu)仍以聚醚為主。

2.1 聚醚

聚醚是合成聚氨酯的主要原料，按用途可分成五大類:軟泡、硬泡、CASE(涂料、膠粘劑、密封膠、彈性體)、POP(聚合物多元醇)和特種聚醚。2010年國內(nèi)聚醚產(chǎn)能已超過1 900 kt/a，加上計劃新、擴建項目，2012年總產(chǎn)能將達到2 600 kt/a，超過2015年聚醚消費量預測值(2 500 kt)。因此今后幾年聚醚的生產(chǎn)能力遠大于需求，裝置的開工率不會太高，競爭將變得更加激烈。

《聚氨酯工業(yè)“十二五”行業(yè)規(guī)劃》已經(jīng)指出:我國聚醚多元醇產(chǎn)業(yè)要避免盲目擴展，加強結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、比例不合理、低端化等現(xiàn)狀。因此“十二五”期間聚醚在產(chǎn)能增長方面難有大的改觀，環(huán)氧丙烷裝置的開工率必將受到影響，缺乏競爭力的企業(yè)將陷入開工不足的境地。

2.2 丙二醇

丙二醇作為環(huán)氧丙烷第二大下游產(chǎn)品，約占環(huán)氧丙烷消費量的10%左右，主要用于生產(chǎn)不飽和聚酯樹脂，也用作醇酸樹脂的增塑劑、食品添加劑、煙草增濕劑、藥物溶劑、墨水添加劑和抗凍劑等。2005年以來我國丙二醇表觀消費量始終保持10%以上的增長率。2008年雖然受到金融危機的影響，但丙二醇的消費量仍有所增長。2009年以后隨著國內(nèi)產(chǎn)能的明顯增長，丙二醇市場出現(xiàn)供大于求的局面。如2011年我國丙二醇的生產(chǎn)能力為 353 kt/a，產(chǎn)量為 193 kt，開工率為54.7%，已然影響環(huán)氧丙烷的消費。

2.3 丙二醇醚

二元醇醚主要用于生產(chǎn)染料、工業(yè)清洗劑、溶劑偶合劑、涂料溶劑和助溶劑、航煤添加劑和化學反應(yīng)溶劑等，還可以作為中間體合成羧酸酯、醚、聚氧乙烯醚和縮醛等。由于乙二醇醚產(chǎn)品的毒性較大，作為替代品，丙二醇醚在未來幾年將得到良好的發(fā)展。隨著國內(nèi)多套大型丙二醇醚裝置的建成投產(chǎn)，環(huán)氧丙烷的消費量將有一定增長。

3 環(huán)氧丙烷裝置投資建設(shè)若干關(guān)鍵問題

3.1 市場情況

2009年環(huán)氧丙烷進口量激增，達到254 kt，同比增長66.1%，2010年達到362 kt，同比增長42.5%。近年國內(nèi)環(huán)氧丙烷出現(xiàn)的供應(yīng)缺口激起了一些企業(yè)的投資熱情，新建丙烯項目多選擇環(huán)氧丙烷裝置作為下游配套裝置。除此之外，煉廠以及進口丙烯的企業(yè)也在積極規(guī)劃或建設(shè)環(huán)氧丙烷裝置，如吉林神華化學股份有限公司(以下簡稱吉林神華)、煙臺萬華聚氨酯股份有限公司(以下簡稱煙臺萬華)的大型環(huán)氧丙烷裝置都將于2013年投產(chǎn)?！笆濉逼陂g環(huán)氧丙烷規(guī)劃項目總產(chǎn)能超過1 000 kt/a，因此準備涉足環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的企業(yè)應(yīng)密切關(guān)注新項目的進展情況。

3.2 技術(shù)來源［1－2］

由于傳統(tǒng)氯醇法環(huán)氧丙烷生產(chǎn)對于環(huán)境的污染過于嚴重，該法已被列入政府發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄(2011)》限制類條目，氯醇法環(huán)氧丙烷產(chǎn)能無法進一步大量擴張，新建項目技術(shù)主要來源于共氧化法、直接氧化法。

3.2.1 共氧化法

共氧化法(聯(lián)產(chǎn)法)可分為乙苯共氧化法和異丁烷共氧化法。除環(huán)氧丙烷外，乙苯共氧化法聯(lián)產(chǎn)苯乙烯(SM)，異丁烷共氧化法聯(lián)產(chǎn)叔丁醇(TBA)。

與氯醇法工藝相比，共氧化法大幅提高了單套裝置的生產(chǎn)規(guī)模，減少了污水的排放，在一定程度上克服了氯醇法三廢污染嚴重、腐蝕強等缺點，但工藝流程長、防爆要求嚴、投資規(guī)模大、對原料規(guī)格要求高、操作條件苛刻、聯(lián)產(chǎn)品比例大(每生產(chǎn)1 t環(huán)氧丙烷就有2.5 t叔丁醇或1.8 t苯乙烯生成)，因此用該工藝生產(chǎn)環(huán)氧丙烷受到副產(chǎn)品市場因素的制約。

采用乙苯共氧化法工藝的裝置一般建設(shè)規(guī)模較大，所以要求聯(lián)產(chǎn)品苯乙烯有充分市場需求或在大型石化企業(yè)內(nèi)部消化，有配套的下游生產(chǎn)裝置，如聚苯乙烯，丁苯橡膠，丙烯腈－苯乙烯－丁二烯共聚物(ABS)等，或裝置附近有消耗苯乙烯的用戶，這樣PO/SM生產(chǎn)裝置才能顯示出其優(yōu)越性。否則，一旦市場疲軟就會影響環(huán)氧丙烷生產(chǎn)。

采用異丁烷共氧化法，可以將PO/TBA生產(chǎn)裝置聯(lián)產(chǎn)的叔丁醇進一步加工成甲基叔丁基醚(MTBE)，用作汽油添加劑。鑒于MTBE污染地下水，在美國已停止使用。因此國外聯(lián)產(chǎn)法裝置大多數(shù)為PO/SM生產(chǎn)裝置。由于我國汽油新標準的出臺，對清潔汽油提出了更高的要求，而添加MTBE仍將是提高汽油辛烷值的主要手段，MTBE存在一定的發(fā)展空間。

共氧化法裝置宜建在大型石油化工裝置附近，裝置能力不宜太小，一般認為生產(chǎn)能力在300 kt/a以上才能達到經(jīng)濟規(guī)模，要求的投資額也較大。

3.2.2 過氧化氫直接氧化法(HPPO法)

HPPO法是由過氧化氫(H2O2)催化環(huán)氧化丙烯制環(huán)氧丙烷的新工藝。生產(chǎn)過程中只生成環(huán)氧丙烷和水，工藝流程簡單，產(chǎn)品收率高，沒有其他聯(lián)產(chǎn)品，基本無污染，屬于環(huán)境友好的清潔生產(chǎn)工藝。

采用該法每生產(chǎn)1 t PO要消耗0.7 t過氧化氫(質(zhì)量分數(shù)為100%)。鑒于高濃度的過氧化氫無法長距離運輸，需現(xiàn)場配套生產(chǎn)，采用該法必須解決過氧化氫的供應(yīng)問題。與其配套的雙氧水質(zhì)量分數(shù)為70%，而且生產(chǎn)規(guī)模較大，需要引進技術(shù)，因而投資較大，影響了裝置的效益。

總之，共氧化法雖然在環(huán)保方面優(yōu)于氯醇法，但是并非最佳工藝，其聯(lián)產(chǎn)品苯乙烯和叔丁醇的市場將是直接影響環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的重要因素。直接氧化法工藝是環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝的發(fā)展方向，研究重點將放在高效催化劑的研制、雙氧水來源和生產(chǎn)成本等問題的解決方面。

3.3 原料來源

丙烯是環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的主要原料，而我國丙烯供應(yīng)嚴重不足，2009年進口量達1 547 kt。值得關(guān)注的是近兩年國內(nèi)掀起了丙烷脫氫制丙烯項目的熱潮，在建及規(guī)劃項目總產(chǎn)能超過2 000 kt/a，加上煤制烯烴(MTO)及煤制丙烯(MTP)項目，這些項目建成投產(chǎn)后，國內(nèi)丙烯供應(yīng)將大幅增加，丙烯供應(yīng)將不成問題。除以上丙烯來源外，可考慮來自煉廠或裂解裝置的丙烯;如果項目選址離港口較近，也可考慮進口丙烯，國際市場丙烯供應(yīng)還是很充足的。

4 發(fā)展建議

(1)建立產(chǎn)業(yè)一體化的經(jīng)營模式。國外大部分環(huán)氧丙烷生產(chǎn)廠家均建有下游生產(chǎn)裝置，環(huán)氧丙烷主要用作中間原料。國內(nèi)企業(yè)可借鑒國外的經(jīng)驗，由石化、氯堿、異氰酸酯等企業(yè)聯(lián)合構(gòu)建有競爭力的企業(yè)集團。國內(nèi)以煙臺萬華為例，其發(fā)展思路是通過丙烯及環(huán)氧丙烷裝置的建設(shè)，形成了完整的集丙烯、異氰酸酯、環(huán)氧丙烷、聚酯/聚醚多醇、聚氨酯材料和制成品于一體的聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈，從而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)一體化、價值最大化，這種做法同樣值得國內(nèi)企業(yè)借鑒。

(2)加大工藝研發(fā)力度。由于氯醇法工藝環(huán)境污染嚴重，流程簡單、副產(chǎn)物少、無污染的綠色工藝越來越受到重視。丙烯直接氧化法因具備上述優(yōu)點而成為國內(nèi)外許多公司的研究熱點。該工藝在國外處于中試階段，一旦開發(fā)成功將成為最理想的環(huán)氧丙烷生產(chǎn)工藝。國內(nèi)要迎頭趕上，爭取早日實現(xiàn)工業(yè)化。

(3)選擇符合企業(yè)自身條件的工藝。近年國內(nèi)對HPPO法進行了研究，已開發(fā)出第3代HPPO法催化劑，該工藝有望在國內(nèi)得到工業(yè)化應(yīng)用。共氧化法、HPPO法生產(chǎn)工藝在短期內(nèi)無絕對優(yōu)勢淘汰氯醇法工藝，故3種工藝會在相當長的時期內(nèi)并存。鑒于我國環(huán)氧丙烷生產(chǎn)目前主要采用的是氯醇法，建議通過技術(shù)改造，逐漸縮短與國外先進水平的差距;而有原料及市場優(yōu)勢的大型石化企業(yè)可根據(jù)自身情況，建設(shè)共氧化法或HPPO法生產(chǎn)裝置。

［1］ 蔡杰，吳莉娜．國內(nèi)外環(huán)氧丙烷生產(chǎn)技術(shù)及市場分析［J］．中國氯堿，2009(5):5 －6．

［2］ 張健，謝妤，牛志蒙．環(huán)氧丙烷生產(chǎn)技術(shù)及市場綜述［J］．化工科技，2010，18(3):75 －79．

Development Analysis and Investment Proposals on Propylene Oxide Industry in China

Yu Chunmei
(Jilin Design Institute，Petrochina Northeast Refining and Chemical Engineering Co．，Ltd．，132002)

Propylene Oxide(PO)is an important chemical material．The production and consumption status and development trend of PO in China were introduced．Several aspects of PO plant construction deserving attention were discussed．Proposals were raised on development of PO industry in China．

PO，production，consumption，development trend

1674－1099 (2012)04－0001－04

TQ222.2

A

2012-03-21。

于春梅，女，1968年出生，1991年畢業(yè)于東北電力大學圖書情報專業(yè)，高級工程師，注冊咨詢工程師，現(xiàn)從事項目前期工作。